TheMechanismoftheFulingXingrenGancaoDecoctioninRegulatingtheRaf1A/HippoSignalingPathwayfortheTreatmentof Coronary Heart Disease
WANG Chenguang1,ZHENG Peiyue1,WU Hong2
1.Henan UniversityofChineseMedicine,Zhengzhou45o2,Henan,China;2.TheSecondAfliatedHospitalofHenanUniversityof Chinese Medicine,Zhengzhou 45ooo2,Henan,China
Corresponding AuthorWU Hong,E-mail: kevin5me@126.com
Keyordscoronaryheartdisease;Fuling Xingren GancaoDecoction;RasassciationdomainfamilyA/Hippopathway;mechanism; reviews
冠狀動脈粥樣硬化性心臟病簡稱冠心病,是在各種內外環境作用下冠狀動脈發生血流減少甚至中斷,導致心臟組織的供氧不足,影響心肌細胞、內皮細胞等的正常功能,進而繼發急慢性心肌梗死的一類心血管疾病。冠心病因其高發病率及高死亡率,一直是社會關注的熱點。其發展演變過程包含多種機制共同參與,其中細胞凋亡與冠心病密切相關[1]。Ras區域相關蛋白1A(Ras association domain family1A,Rassf1A),屬于細胞凋亡誘導蛋白,幾乎在各種細胞中均有表達,對上調細胞凋亡發揮著重要的誘導作用[2]。Hippo信號通路作為一個進化保守的信號網絡,在監管并調控許多生物過程中發揮至關重要的作用。Rassf1A可在各種內外因素干預下,刺激Hippo信號通路的表達,并將該通路中的哺乳動物不育系20樣激酶(mammaliansterile20-ikekinase,Mst)保持在高度磷酸化狀態,從而正向調控細胞凋亡[3]。茯苓杏仁甘草湯具有宣暢氣機、化飲降逆的功效,是中醫常用經典方劑,在國內外備受關注。相關研究發現,Rassf1A/Hippo信號通路可通過調控細胞凋亡,在動脈粥樣硬化、心肌缺血的病變過程中發揮重要作用[46]。故本研究以Rassf1AHippo信號通路調控細胞凋亡為出發點,對茯苓杏仁甘草湯治療以上冠心病的作用機制進行綜述,以期為科研及臨床提供參考。
1茯苓杏仁甘草湯古今概況
茯苓杏仁甘草湯出自仲景《金匱要略·胸痹心痛》,“胸痹,胸中氣塞,短氣,茯苓杏仁甘草湯主之”,是治療胸痹的一張經典名方,功在健脾化飲,降氣散結。全方由茯苓三兩、香仁五十個、甘草一兩三味藥物組成,《神農本草經》記載:“茯苓,主胸脅逆氣,憂恚…杏仁,主咳逆上氣,雷鳴,喉痹下氣;甘草,主五臟六腑寒熱邪氣,堅筋骨,長肌肉,倍力。”三藥合用,治療飲阻氣滯型胸痹療效顯著[7。有臨床報道表明,茯苓杏仁甘草湯可提高心臟左室射血分數、改善心功能、緩解胸悶氣短癥狀、增加活動耐量,從而達到治療冠心病、擴張型心肌病等心系疾病的效果[89];此方在其他論治系統疾病中亦效如桴鼓,可治療肺氣腫、肺阻塞、慢性支氣管炎、腎病綜合征等[10-12],有效改善病人癥狀及預后。
2細胞調亡與Rassf1A/Hippo信號通路的分子生物學概況
一個細胞要么受到對其極為不利的多種刺激后立即死亡,要么以一種有規律的方式逐漸死亡[13]。細胞凋亡是內在基因調控下,自主有序地結束細胞生命的一種程序性細胞死亡,體現為染色質不可逆壓縮,凋亡小體形成[14]。在病理性心臟中,心肌細胞死亡受多種受體和信號調節[15]。基于內源性和外源性刺激,心肌細胞采取不同的細胞死亡機制[16]。盡管在心力衰竭中觀察到低水平的心肌細胞凋亡(每 105 個核中有 80~ 250個肌細胞),但細胞凋亡仍是心臟中研究最多的細胞死亡形式[1]。經典的細胞凋亡信號通路有3條:外源性(死亡受體)途徑、內源性(線粒體)途徑和內質網應激途徑,通過激活上述1個或多個途徑,可以誘導細胞凋亡[18]。細胞凋亡以染色質凝集、細胞皺縮和系統性DNA裂解為特征,可同樣困擾心肌細胞、間質細胞和內皮細胞[19]。成年心肌細胞的緩慢凋亡性死亡具有特別重要的意義,因為其可能與許多心肌疾病(如缺血、炎癥、感染和免疫介導性損傷)的發病機制有關,并可能導致壞死/壞死性下垂的發生[20]。由于心肌細胞幾乎沒有分裂的潛力,因此在治療心血管疾病(如心肌梗死和心力衰竭)時,預防細胞凋亡至關重要[21]。
Rassf1A是一種腫瘤抑制蛋白,其可通過不同的生物學功能(包括細胞周期停滯、遷移/轉移抑制、微血管穩定和促進細胞凋亡)來防治腫瘤發生發展,維持細胞穩態[22];此外Rassf1A還可通過激活促凋亡效應蛋白B細胞淋巴瘤相關X蛋白(Bax)或激活Hippo信號通路中的Mst激酶來驅動細胞凋亡。細胞實驗發現,單獨誘導Rassf1A表達足以使心肌細胞發生凋亡,且H2O2 誘導的心肌細胞凋亡水平隨著活性Rassf1A的敲低而減弱[23]
Hippo信號通路是一種重要的信號途徑,是調控細胞凋亡的關鍵通路之一,該通路主要包括Mst1/2以及轉錄共調節因子Yes-相關蛋白(yes-associatedprotein,Yap)等[24]。當Hippo信號通路被激活后,可磷酸化Mst1/2,進而導致Yap的抑制性磷酸化[25]。細胞核中磷酸化的Yap失去了轉錄調節作用,進而轉移到細胞質中,與14-3-3蛋白結合并通過泛素-溶酶體系統降解,從而抑制細胞增殖相關基因表達,上調細胞凋亡相關基因表達[26]。通過多種冠心病動物模型和臨床研究發現,在病變心肌組織中可檢測到Mst1以及磷酸化Yap的表達上調,,證明已激活Hippo信號通路[27-29]。在心臟組織中過表達Mst1,可出現心臟結構不完整甚至擴張型心肌病[3];相反,沉默Mst1的表達,則表現出對心肌組織的保護作用,使心肌梗死的梗死范圍減小,減輕細胞凋亡并改善心功能改善[31]。另外,抑制Yap的磷酸化,保持Yap在病變心臟中的活性能增加心臟細胞干性和心臟再生,進而修復心肌組織并提高心功能[32]。
3茯苓杏仁甘草湯調控Rassf1A/Hippo信號通路對動脈粥樣硬化的作用
動脈粥樣硬化是一種系統性、進展性的病理過程,可并發包括急性冠脈綜合征等在內的多種嚴重心血管并發癥。動脈粥樣硬化發生機制復雜,疾病發生后會依次出現血脂代謝異常、氧化應激和炎癥反應,使病灶部位出現血流供應減少、能量代謝異常等現象,進而發生細胞凋亡[3]。研究表明,動脈粥樣硬化進程與Rassf1A/Hippo信號通路介導的細胞凋亡密切相關[5]。動脈粥樣硬化可激活Rassf1A,進而使Hippo信號通路中的主要效應器Yap發揮作用,一方面誘導內皮細胞活化,導致斑塊形成,發生細胞凋亡,促進動脈粥樣硬化的進程;另一方面上調血管平滑肌細胞和內皮細胞的生長和遷移,改變細胞外基質,促進血管生成和肺動脈高壓[34]。此外,內皮細胞中YAP的靶向過度表達可加劇載脂蛋白E基因敲除( ApoE-1- )小鼠中動脈粥樣硬化的發展;相反,動脈粥樣硬化保護性單向剪切應力(層流)抑制YAP活性可改善ApoE小鼠中的斑塊形成[35]。
動脈粥樣硬化在中醫學中可歸屬于“胸痹”范疇,臨床以胸悶、氣短為主要表現,痰飲水濕內停是其病機之一。研究表明,茯苓中的提取物茯苓多糖可通過調節血脂水平、降低丙二醛(MDA)、增強超氧化物歧化酶(SOD)活性,對高脂飲食誘導的 ApoE-1- 小鼠動脈粥樣硬化具有顯著保護作用[36];He等[37]研究發現,通過體內注射苦杏仁苷可顯著提高ApoE-小鼠巨噬細胞吞噬功能,降低總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白膽固醇、基質金屬蛋白酶-2和基質金屬蛋白酶-9水平,從而減少斑塊形成;杏仁和甘草可通過抗氧化、降低血脂水平等來預防和治療心血管疾病[38-40]。
4茯苓杏仁甘草湯調控Rassf1A/Hippo信號通路對心肌缺血的作用
心肌缺血的病因明確,主要是由冠狀動脈狹窄、冠狀動脈栓塞或冠狀動脈強烈收縮痙攣引起,隨后發展為梗阻性、血流受限病變[41]。冠狀動脈血流障礙以心肌缺血為主要特征,臨床表現為胸痛或不適、呼吸困難、運動耐受性降低、心律失常、左室功能障礙,最終導致死亡[42]。心肌缺血的臨床特征綜合稱為缺血性心臟病(ischemicheartdisease,IHD)。根據起病和病理生理,IHD可表現為急性冠脈綜合征或慢性穩定型心絞痛,后者又稱為慢性冠脈綜合征[43]。急性冠脈綜合征表現為急性血管管腔減少或閉塞導致冠狀動脈血流突然受限,多為血栓在動脈粥樣硬化斑塊上疊加,導致突發缺血,造成心肌損傷[44]。慢性穩定型心絞痛是指冠狀動脈腔因大動脈粥樣硬化而慢性縮小的一種病變情況,限制冠狀動脈血流,造成缺血時,心肌代謝需求的短暫增加,即需求缺血[45]。心肌缺血會誘導心肌細胞的過度凋亡,心肌細胞屬于一種末端分化的細胞類型,其凋亡會導致不可逆的心肌損傷。心肌細胞凋亡普遍存在于心肌缺血、心肌梗死等多種心血管疾病中,可導致心肌細胞數目明顯減少[46]。抑制心肌細胞凋亡可以改善心肌缺血后引起的損傷,是治療心肌缺血的關鍵點[47]。
心肌缺血可歸屬于中醫學“胸痹\"范疇,癥見胸悶、胸痛,或見心悸、氣短,甚則冷汗淋漓,脈微欲絕[48],其發作與年老體衰、七情內傷、氣滯血瘀、痰濁化生等因素有關[49]。研究發現,大鼠心肌缺血模型心臟組織中促凋亡蛋白Bax、Caspase-3表達明顯增多,抗凋亡蛋白B細胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)表達減少[50]。體外研究表明,Hippo通路中的Mst1在缺氧引起的心肌梗死模型中表達上調,而消除Mst1可逆轉血紅素加氧酶1活性來改善心肌細胞存活率,從而減輕缺氧介導的心肌細胞凋亡[51]。陳新宇等[52]對急性心肌缺血大鼠進行連續灌胃7d茯苓杏仁甘草湯干預后,發現茯苓杏仁甘草湯低、高劑量組均能顯著減輕大鼠心肌缺血程度,并具有降低氧化應激、改善炎癥、調節脂質代謝、抑制凋亡等作用,從而改善心功能損傷。
5 小結與展望
冠心病發病率高且嚴重影響病人的生存與生活質量。細胞凋亡會導致心肌細胞丟失,影響疾病的恢復。Rassf1A/Hippo信號通路是細胞內重要的促凋亡渠道,在各種冠心病發展過程中均發揮重要的作用。茯苓杏仁甘草湯治療動脈粥樣硬化、心肌缺血的作用機制主要包括抑制Rassf1A/Hippo信號通路,降低Bax、Caspase-3等促凋亡蛋白的表達,抑制細胞凋亡現象。Rassf1A/Hippo信號通路與冠心病之間的相互作用為茯苓杏仁甘草湯治療心血管疾病帶來更多臨床思考,茯苓杏仁甘草湯可以多途徑、多靶點治療冠心病等心血管疾病。探討茯苓杏仁甘草湯通過Rassf1A/Hippo信號通路治療冠心病的作用機制,有助于為經典名方治療冠心病提供更多新思路。但許多冠心病的發病機制仍不夠清晰,并且存在多種因素共同致病的情況,因此Rassf1A/Hippo信號通路與其他信號通路之間的串擾在冠心病發病中的機制作用需進一步深入研究,從而為臨床治療冠心病不斷提供新思路和新靶點。
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